ES2581234T3 - Low NOx burner - Google Patents
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Abstract
Horno con bajas emisiones de NOx (2) que comprende: - una pared (4) y una cámara de combustión (8) en el interior de la pared (4), - un quemador con bajas emisiones de NOx (10) adaptado para emplear recirculación de gas de horno en el interior de la cámara de combustión (8) del horno (2), comprendiendo el quemador (10): - un tubo alargado (24) para la conexión a un suministro de aire de combustión (90), - un centrifugador de aire de combustión (36) que define un eje del quemador (10), - una pluralidad de primeras espitas de gas combustible (40) que tienen orificios de descarga de gas combustible (46), en el que, - el tubo (24) está instalado en la pared (4) y se extiende una distancia sustancial desde la pared (4) hacia el interior de la cámara de combustión (8), - una pluralidad de orificios de aire alargados (50) para la conexión al suministro de aire de combustión (90) y que se extienden desde la pared (4) hacia el interior de la cámara de combustión (8), aguas abajo de los extremos de descarga de los orificios de aire (50) que están separados de la pared de horno (4) y el centrifugador (36), - los orificios de descarga de gas combustible (46) de las primeras espitas de gas combustible (40) están en las proximidades de un extremo aguas abajo del centrifugador (36), - un segunda espita de gas combustible (66) dispuesta entre cada par adyacente de orificios de aire (50), está conectada a una fuente de gas combustible (12) y tiene orificios de descarga de combustible (68) aguas abajo de la pared de horno (4) y aguas arriba de los extremos de descarga, caracterizado porque: - el centrifugador de aire de combustión (36) está conectado al tubo (24) de modo que un extremo aguas abajo del centrifugador (36) está en el interior de la cámara de combustión (8) y lejos de la pared de horno (4), - dicha segunda espita de gas combustible (66) está dispuesta en relación con el eje próxima a las partes radialmente más externas de los orificios de aire (50).Oven with low NOx emissions (2) comprising: - a wall (4) and a combustion chamber (8) inside the wall (4), - a low NOx burner (10) adapted for use recirculation of oven gas inside the combustion chamber (8) of the oven (2), comprising the burner (10): - an elongated tube (24) for connection to a combustion air supply (90), - a combustion air centrifuge (36) defining a burner shaft (10), - a plurality of first fuel gas spindles (40) having fuel gas discharge orifices (46), in which, - the tube (24) is installed in the wall (4) and extends a substantial distance from the wall (4) into the combustion chamber (8), - a plurality of elongated air holes (50) for connection to the combustion air supply (90) and extending from the wall (4) into the combustion chamber (8), downstream of the discharge ends of the air holes (50) that are separated from the oven wall (4) and the centrifuge (36), - the fuel gas discharge holes (46) of the first fuel gas spigots ( 40) are in the vicinity of one end downstream of the centrifuge (36), - a second fuel gas tap (66) disposed between each adjacent pair of air holes (50), is connected to a source of combustible gas (12 ) and has fuel discharge holes (68) downstream of the oven wall (4) and upstream of the discharge ends, characterized in that: - the combustion air centrifuge (36) is connected to the tube (24) so that one end downstream of the centrifuge (36) is inside the combustion chamber (8) and away from the furnace wall (4), - said second fuel gas tap (66) is arranged in relation to the axis near the radially outermost parts of the air holes (fifty).
Description
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Quemador con bajas emisiones de NOx Antecedentes de la invencionLow NOx burner Background of the invention
La presente invencion se refiere a quemadores con bajas emisiones de NOx que son compactos, eficaces a la hora de funcionar y emplean recirculacion de gas de horno dentro de la camara de combustion del horno para reducir las emisiones de NOx.The present invention relates to burners with low NOx emissions that are compact, effective at the time of operation and employ recirculation of furnace gas inside the combustion chamber of the oven to reduce NOx emissions.
Las emisiones de horno son motivo de gran preocupacion puesto que contribuyen de manera significativa a la contaminacion atmosferica. Una gran fuente de emisiones de NOx la constituyen los quemadores tal como se usan en hornos grandes y pequenos, incluyendo, por ejemplo, hornos muy grandes usados para generar potencia electrica con turbinas que funcionan con vapor. Se conoce bien que las emisiones de NOx se reducen haciendo descender la temperatura de la llama generada por el quemador en el interior del horno. De manera convencional, esto se ha logrado suministrando al quemador aire en exceso con respecto al que se requerina para quemar de manera estequiometrica el combustible, puesto que el combustible debe calentar el aire adicional, lo que hace descender la temperatura global de la llama y los gases de horno generados por el mismo.Furnace emissions are a matter of great concern since they contribute significantly to air pollution. A large source of NOx emissions is burners as used in large and small furnaces, including, for example, very large furnaces used to generate electric power with steam-operated turbines. It is well known that NOx emissions are reduced by lowering the temperature of the flame generated by the burner inside the oven. Conventionally, this has been achieved by supplying the burner with excess air with respect to what is required to stoichiometrically burn the fuel, since the fuel must heat the additional air, which lowers the overall temperature of the flame and the oven gases generated by it.
Otro enfoque para hacer descender las emisiones de NOx es mezclar el aire de combustion para el quemador con gas de chimenea que va hacia el tubo de escape. Esta tecnica se llama recirculacion de gas de chimenea (FGR). El gas de chimenea normalmente tiene una temperatura en el intervalo de entre aproximadamente 93°C (200°F) a 204°C (400°F). El gas de chimenea recirculado hace descender las temperaturas de llama y la generacion de NOx, pero en cantidades excesivas provoca inestabilidad de llama y explosion.Another approach to lower NOx emissions is to mix the combustion air for the burner with chimney gas that goes to the exhaust pipe. This technique is called chimney gas recirculation (FGR). Chimney gas normally has a temperature in the range of approximately 93 ° C (200 ° F) to 204 ° C (400 ° F). The recirculated chimney gas lowers the flame temperatures and the generation of NOx, but in excessive quantities it causes instability of flame and explosion.
Ambas aproximaciones pueden usarse de manera individual o en combinacion. Sin embargo, las cantidades grandes de FGR que podnan necesitarse para reducir el NOx aumentan sustancialmente el volumen de gas global que debe transportarse a traves del quemador y la seccion de conveccion del horno. Esto requiere a su vez sopladores y conductos mas grandes, incluyendo la caja de viento comun en el exterior de la pared frontal de un quemador, para manejar la masa combinada aumentada de aire y FGR con una temperatura elevada que debe transportarse a traves del sistema. Esto aumenta los costes de instalacion iniciales asf como los costes de mantenimiento y funcionamiento posteriores debido a los requisitos de energfa aumentados del soplador, todo lo cual no se desea.Both approaches can be used individually or in combination. However, the large amounts of FGR that may be needed to reduce NOx substantially increase the volume of global gas to be transported through the burner and the oven convection section. This in turn requires larger blowers and ducts, including the common wind box outside the front wall of a burner, to handle the combined increased mass of air and FGR with an elevated temperature that must be transported through the system. This increases the initial installation costs as well as the subsequent maintenance and operation costs due to the increased energy requirements of the blower, all of which is not desired.
El documento US 2005/0271990 A1 que da a conocer un horno segun el preambulo segun la reivindicacion 1, da a conocer un conjunto de quemador que produce emisiones de NOx muy bajas. Pueden reducirse las grandes cantidades de FGR que debe recircularse mediante la recirculacion de gases de horno internamente de la camara de combustion. Esto ha funcionado bien en la reduccion de emisiones de NOx y tiene la ventaja de que reduce o elimina la energfa adicional para hacer funcionar un soplador mas grande para manejar aire de combustion y/o gas de chimenea recirculado adicionales. La parte principal del quemador es un tubo cilmdrico macizo que se extiende desde la pared del horno. El centrifugador esta montado en el extremo de descarga de este tubo. La parte del tubo proxima a la pared del horno incluye aberturas a traves de las cuales se conducen aerodinamicamente gases de horno por aire y chorros de gases de combustible en el interior del tubo donde los gases de horno se mezclan con aire de combustion y el combustible antes del encendido de la mezcla. Sin embargo, este quemador es propenso a sobrecalentarse y danar el tubo si el combustible comienza a quemarse en los lfmites del tubo. Pueden darse condiciones para el combustible que se quema en el interior del tubo cuando la mezcla entrante global de aire, gas de chimenea y gas combustible esta insuficientemente diluida con gases inertes como FGR. Apartar los regfmenes de funcionamiento del quemador de la llama que se quema en el interior tambien requiere el desplazamiento adicional hacia el extremo de descarga del tubo lo que habitualmente no es optimo para conseguir emisiones de NOx mas bajas.US 2005/0271990 A1, which discloses an oven according to the preamble according to claim 1, discloses a burner assembly that produces very low NOx emissions. The large amounts of FGR that must be recycled can be reduced by recirculating furnace gases internally from the combustion chamber. This has worked well in reducing NOx emissions and has the advantage that it reduces or eliminates additional energy to operate a larger blower to handle combustion air and / or additional recirculated chimney gas. The main part of the burner is a solid cylindrical tube that extends from the oven wall. The centrifuge is mounted on the discharge end of this tube. The part of the tube next to the furnace wall includes openings through which furnace gases are conducted aerodynamically by air and jets of fuel gases inside the tube where the furnace gases are mixed with combustion air and the fuel before switching on the mixture. However, this burner is prone to overheating and damaging the tube if the fuel begins to burn within the limits of the tube. Conditions may exist for the fuel that burns inside the tube when the overall incoming mixture of air, chimney gas and combustible gas is insufficiently diluted with inert gases such as FGR. Separating the operating regimes of the burner from the flame that burns inside also requires additional displacement towards the discharge end of the tube which is usually not optimal to achieve lower NOx emissions.
El documento US 5.460.512 describe un horno con bajas emisiones de NOx segun el preambulo segun la reivindicacion 1.US 5,460,512 describes a furnace with low NOx emissions according to the preamble according to claim 1.
El documento US 6.685.462 B2 da a conocer un aparato para quemar combustible con baja formacion de NOx. Se proporciona un alojamiento de quemador, unido a un horno, que tiene medios para mezclar una primera parte del gas combustible con una primera parte del aire para formar una mezcla primaria de gas combustible-aire primaria y para descargar la mezcla primaria de gas combustible-aire hacia el interior de una zona de quemado primaria en el horno desde al menos una ubicacion de descarga rodeada por una pared que se extiende hacia el interior del horno. Los lados exteriores de la parte de pared del alojamiento estan inclinados hacia la zona central de la parte base.US 6,685,462 B2 discloses an apparatus for burning fuel with low NOx formation. A burner housing, attached to an oven, is provided which has means for mixing a first part of the fuel gas with a first part of the air to form a primary mixture of primary fuel-air gas and to discharge the primary mixture of combustible gas- air into a primary burn zone in the oven from at least one discharge location surrounded by a wall extending into the oven. The outer sides of the wall part of the housing are inclined towards the central area of the base part.
Breve sumario de la invencionBrief summary of the invention
La presente invencion mejora adicionalmente el quemador con bajas emisiones de NOx descrito anteriormente porque elimina la necesidad de que un tubo que encierre al quemador y simplifica la construccion y el funcionamiento del quemador tal como se describe a continuacion.The present invention further improves the low NOx burner described above because it eliminates the need for a tube that encloses the burner and simplifies the construction and operation of the burner as described below.
Un quemador con bajas emisiones de NOx construido segun la presente invencion se instala en un horno que tieneA burner with low NOx emissions constructed according to the present invention is installed in an oven having
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una pared de horno que encierra la camara de combustion del horno. El quemador se instala en una pared del horno y se extiende a traves de una abertura en la misma hacia el interior de la camara de combustion, donde genera una llama.an oven wall that encloses the combustion chamber of the oven. The burner is installed in a wall of the oven and extends through an opening in it to the interior of the combustion chamber, where it generates a flame.
El propio quemador tiene un centrifugador de aire de combustion que esta completamente dispuesto en la camara de combustion, y su extremo aguas abajo esta separado una distancia sustancial de la pared de horno, tal como se describe adicionalmente a continuacion. Un tubo de aire de combustion se extiende hacia el interior de la camara de combustion, soporta el centrifugador y hace fluir aire de combustion desde una fuente de aire de combustion al exterior del horno a traves del centrifugador hacia el interior de la camara de combustion.The burner itself has a combustion air centrifuge that is completely arranged in the combustion chamber, and its downstream end is separated a substantial distance from the furnace wall, as described further below. A combustion air tube extends into the combustion chamber, supports the centrifuge and causes combustion air to flow from a combustion air source to the outside of the oven through the centrifuge into the combustion chamber.
Pueden usarse una pluralidad de orificios de aire, preferiblemente seis, pero pueden ser mas o menos, que se extienden desde la pared de horno hacia el interior de la camara de combustion. Estan separados de manera circunferencialmente equidistante unos de otros para definir espacios entre ellos y para suministrar normalmente una parte importante del aire de combustion requerido solo o, cuando sea necesario, mezclado con FGR. Sus extremos de descarga estan dispuestos en el interior de la camara de combustion, aguas arriba del centrifugador, y estan separados del centrifugador y la pared de horno.A plurality of air holes, preferably six, may be used, but they may be more or less, extending from the furnace wall into the combustion chamber. They are circumferentially equidistant from each other to define spaces between them and to normally supply an important part of the required combustion air alone or, when necessary, mixed with FGR. Its discharge ends are arranged inside the combustion chamber, upstream of the centrifuge, and are separated from the centrifuge and the oven wall.
Placas adecuadas entre orificios de aire adyacentes bloquean que el aire de combustion fluya desde la fuente de aire de combustion hacia el interior del horno excepto a traves de los orificios y la tubena en el centro del quemador.Suitable plates between adjacent air holes block combustion air from flowing from the combustion air source into the oven except through the holes and the pipe in the center of the burner.
Un primer conjunto de espitas de combustible alargados, preferiblemente un numero de espitas de combustible que se corresponde con el numero de orificios de aire, se extiende desde la fuente de combustible mas alla de la pared de horno hacia el interior de la camara de combustion. Sus orificios de descarga de gas combustible estan separados en los extremos de las espitas de la pared de horno al menos tanto como el extremo aguas abajo del centrifugador de modo que se descarga gas combustible hacia el interior de la camara de combustion, donde el gas combustible se mezcla con aire de combustion del centrifugador.A first set of elongated fuel taps, preferably a number of fuel taps that corresponds to the number of air holes, extends from the fuel source beyond the kiln wall into the combustion chamber. Its fuel gas discharge holes are separated at the ends of the furnace wall spikes at least as much as the downstream end of the centrifuge so that fuel gas is discharged into the combustion chamber, where the fuel gas It is mixed with combustion air from the centrifuge.
Al menos una segunda espita de combustible esta ubicada en cada espacio de cavidad entre orificios de aire adyacentes, y se extiende desde la fuente de combustible mas alla de la pared de horno hacia el interior de la camara de combustion. Cada segunda espita de gas combustible esta separada radialmente del eje del quemador de modo que esta ubicada proximo a una parte radialmente mas externa de los orificios adyacentes. Cada segunda espita de combustible tiene un extremo aguas abajo que incluye uno o mas orificios de descarga de combustible dispuestos en el interior de la camara de combustion y en el interior de las cavidades, aguas abajo de la pared de horno y aguas arriba de los extremos de descarga de los orificios de aire.At least a second fuel tap is located in each cavity space between adjacent air holes, and extends from the fuel source beyond the kiln wall into the combustion chamber. Each second fuel gas tap is radially separated from the burner shaft so that it is located next to a radially outermost part of the adjacent holes. Each second fuel tap has a downstream end that includes one or more fuel discharge holes arranged inside the combustion chamber and inside the cavities, downstream of the kiln wall and upstream of the ends of discharge of the air holes.
Las fuerzas aerodinamicas creadas por los segundos chorros de combustible y el flujo de aire que se descarga a traves de los orificios de aire provocan una circulacion de productos de combustion (a continuacion en el presente documento tambien denominados “gas de horno”) desde la llama en la camara de combustion de vuelta a la pared frontal del horno. Durante esta circulacion, los productos de combustion se enfnan parcialmente debido a la transferencia de calor a las paredes del tubo de agua del horno. Como resultado, el gas combustible que se propaga desde las segundas espitas a traves del espacio entre los orificios de aire se mezcla primero con gas de horno de temperatura reducida esencialmente inerte. Esta mezcla no combustible se mezcla adicionalmente con aire de combustion de los extremos de descarga de los orificios de aire aguas arriba del centrifugador para el encendido posterior de la mezcla mediante la llama en la camara de combustion en el lado aguas abajo del centrifugador.The aerodynamic forces created by the second jets of fuel and the flow of air that is discharged through the air holes cause a circulation of combustion products (hereinafter also referred to as "furnace gas") from the flame in the combustion chamber back to the front wall of the oven. During this circulation, the combustion products are partially cooled due to the transfer of heat to the walls of the furnace water pipe. As a result, the combustible gas that propagates from the second spigots through the space between the air holes is first mixed with essentially inert reduced temperature furnace gas. This non-combustible mixture is further mixed with combustion air from the discharge ends of the air holes upstream of the centrifuge for subsequent ignition of the mixture by means of the flame in the combustion chamber on the downstream side of the centrifuge.
El quemador esta asociado ademas preferiblemente con una valvula o regulador de gas combustible que se acopla de manera operativa con la fuente de gas combustible y se fija para dirigir relativamente mas gas combustible a traves de las segundas espitas de gas combustible que a traves de las primeras espitas de gas combustible.The burner is also preferably associated with a fuel gas valve or regulator that is operatively coupled with the fuel gas source and is set to direct relatively more fuel gas through the second fuel gas spindles than through the first fuel gas spindles.
Segun una realizacion preferida actualmente de la invencion, el quemador incluye un tercer conjunto de espitas de gas combustible con boquillas que estan dispuestas en el interior de los respectivos orificios de aire. Las terceras boquillas de gas combustible estan situadas a lo largo de las lmeas centrales de los orificios de aire (normalmente estan dispuestas multiples boquillas en cada orificio de aire, por ejemplo, a lo largo de la lmea central radial del orificio de aire). El tamano y la ubicacion de las boquillas se escogen para crear una distribucion de combustible aproximadamente uniforme con la corriente de aire. La totalidad de las terceras boquillas inyectan el combustible en la misma direccion que las corrientes de aires circundantes.According to a presently preferred embodiment of the invention, the burner includes a third set of fuel gas spouts with nozzles that are disposed inside the respective air holes. The third fuel gas nozzles are located along the central lines of the air holes (usually multiple nozzles are arranged in each air hole, for example, along the radial center line of the air hole). The size and location of the nozzles are chosen to create an approximately uniform fuel distribution with the air flow. All of the third nozzles inject the fuel in the same direction as the surrounding air currents.
Las cavidades mencionadas anteriormente entre orificios de aire adyacentes estan abiertas circunferencialmente en el interior de la camara de combustion, y ni el tubo de aire ni el centrifugador estan encerrados en el interior de un tubo o conducto de modo que estan en la recirculacion de gas de horno. Esto quiere decir que los gases de horno que recirculan en el interior de la camara de combustion pueden entrar en las cavidades entre orificios de aire adyacentes, donde se mezclan con gas combustible para formar una mezcla no combustible de gas combustible/gas de horno que fluye en una direccion aguas abajo hacia el centrifugador. Aguas abajo del orificio de aire, esta mezcla se mezcla adicionalmente con aire de combustion de los orificios de aire y forma una mezcla de gas combustible/aire de combustion/gas de horno que puede encenderse mediante la llama existente aguas abajo del centrifugador.The above-mentioned cavities between adjacent air holes are circumferentially open inside the combustion chamber, and neither the air tube nor the centrifuge is enclosed inside a tube or conduit so that they are in the gas recirculation of oven. This means that the furnace gases that recirculate inside the combustion chamber can enter the cavities between adjacent air holes, where they are mixed with combustible gas to form a non-combustible mixture of fuel gas / flowing furnace gas. in a downstream direction towards the centrifuge. Downstream of the air orifice, this mixture is further mixed with combustion air from the air orifices and forms a mixture of combustible gas / combustion air / furnace gas that can be ignited by the existing flame downstream of the centrifuge.
Para aplicaciones espedficas puede desearse, o necesitarse, una mezcla de aire de combustion y FGR para abastecer a la caja de viento. Esta alternativa se limita preferiblemente a aplicaciones donde deben obtenerseFor specific applications, a mixture of combustion air and FGR may be desired, or needed, to supply the wind box. This alternative is preferably limited to applications where they must be obtained.
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emisiones de NOx particularmente bajas, por debajo de las que pueden lograrse solo con recirculacion de gas de horno, puesto que requiere sopladores, canalizaciones, cajas de viento, etc. mayores y por tanto mas costosos.particularly low NOx emissions, below those that can be achieved only with furnace gas recirculation, since it requires blowers, pipes, wind boxes, etc. older and therefore more expensive.
En el funcionamiento que sigue al encendido inicial del quemador, la llama generada por el quemador queda anclada en el extremo aguas abajo del centrifugador, relativamente lejos de la pared frontal del horno donde esta montado el quemador. Dado que el quemador no esta encerrado en el interior de un tubo o elemento tubular y que los principales orificios de descarga de aire estan ubicados relativamente cerca de la pared frontal del horno, aunque el centrifugador esta relativamente lejos de la pared y muy en el interior de la camara de combustion, las velocidades de flujo del gas combustible, el aire de combustion y su mezcla han disminuido significativamente para cuando alcanzan el centrifugador. Esto evita el problema encontrado con los quemadores tfpicos de la tecnica anterior que estan ubicados en el interior y proximos a los extremos de conductos tubulares circundantes donde las velocidades de la mezcla de gas combustible y aire de combustion mas altas pueden conducir a inestabilidades de llama y extinciones de la llama relativamente tempranas cuando se intentan conseguir las emisiones de NOx mas bajas. Con el quemador de la presente invencion, el aire y los gases descargados no estan restringidos a secciones transversales limitadas y, por tanto, se desaceleran relativamente rapido, lo que ayuda en la estabilizacion de la llama en el centrifugador. Por tanto, la presente invencion hace descender la velocidad de flujo de los gases que circundan el centrifugador, aumenta la estabilidad de llama y hace descender significativamente la posibilidad de extinciones de la llama, mientras que se consiguen emisiones de NOx inferiores con un quemador que es menos costoso de construir, instalar, mantener y hacer funcionar que los quemadores de la tecnica anterior comparables.In the operation following the initial ignition of the burner, the flame generated by the burner is anchored at the downstream end of the centrifuge, relatively far from the front wall of the oven where the burner is mounted. Since the burner is not enclosed inside a tube or tubular element and the main air discharge holes are located relatively close to the front wall of the oven, although the centrifuge is relatively far from the wall and far inside of the combustion chamber, the flow rates of the combustible gas, the combustion air and its mixture have decreased significantly by the time they reach the centrifuge. This avoids the problem encountered with the typical prior art burners that are located inside and near the ends of surrounding tubular ducts where the velocities of the mixture of higher combustible gas and combustion air can lead to flame instabilities and relatively early flame extinctions when trying to achieve the lowest NOx emissions. With the burner of the present invention, the air and gases discharged are not restricted to limited cross sections and, therefore, decelerate relatively quickly, which aids in the stabilization of the flame in the centrifuge. Therefore, the present invention lowers the flow rate of the gases surrounding the centrifuge, increases flame stability and significantly lowers the possibility of flame extinctions, while lower NOx emissions are achieved with a burner that is less expensive to build, install, maintain and operate than comparable prior art burners.
Ademas, situando todas las espitas de gas combustible en el interior de la extension radialmente mas externa de los orificios de aire y eliminando una garganta de quemador formada tradicionalmente por la pared de horno, la cobertura radial del quemador (en relacion con la pared de horno) se reduce de modo que ocupa menos espacio en la pared frontal del quemador y en el interior de la camara de horno. Esta caractenstica es particularmente ventajosa para readaptar hornos existentes con quemadores con bajas emisiones de NOx donde el tamano de la abertura disponible para el quemador esta limitado por los tubos de agua de pared frontal (puesto que los quemadores con bajas emisiones de NOx disponibles actualmente normalmente son significativamente mas grandes que los quemadores convencionales debido a su necesidad de tasas mas altas de FGR y caractensticas adicionales necesarias para hacer descender el NOx).In addition, by placing all the fuel gas taps inside the radially outermost extension of the air holes and eliminating a burner throat traditionally formed by the oven wall, the radial burner cover (in relation to the oven wall ) is reduced so that it takes up less space on the front wall of the burner and inside the oven chamber. This feature is particularly advantageous for retrofitting existing furnaces with low NOx burners where the size of the opening available for the burner is limited by the front wall water pipes (since the low NOx burners currently available are normally significantly larger than conventional burners due to their need for higher FGR rates and additional features needed to lower NOx).
Breve descripcion de los dibujosBrief description of the drawings
La figura 1 es una vista en seccion transversal en alzado lateral esquematica de un quemador con bajas emisiones de NOx realizado segun la presente invencion, instalado sobre una pared de horno y tomado en la lmea I-I de la figura 2.Figure 1 is a cross-sectional view in schematic side elevation of a burner with low NOx emissions made according to the present invention, installed on a furnace wall and taken in the I-I line of Figure 2.
La figura 2 es una vista en alzado frontal del quemador mostrado en la figura 1.Figure 2 is a front elevation view of the burner shown in Figure 1.
La figura 3 es un diagrama esquematico que ilustra la recirculacion de gases de horno en el interior de la camara de combustion del horno segun la presente invencion.Figure 3 is a schematic diagram illustrating the recirculation of furnace gases inside the combustion chamber of the oven according to the present invention.
Descripcion detallada de la invencionDetailed description of the invention
Con referencia a los dibujos, un horno 2 tiene una pared frontal 4 con una abertura 6 que proporciona acceso al interior de una camara de combustion 8 en el interior del horno. Un quemador con bajas emisiones de NOx 10 construido segun la presente invencion se extiende a traves de la abertura 6 hacia el interior de la camara de combustion de horno 2, donde forma una llama 84 para generar calor. Por ejemplo, el horno puede ser una caldera que genera vapor.With reference to the drawings, an oven 2 has a front wall 4 with an opening 6 that provides access to the inside of a combustion chamber 8 inside the oven. A burner with low NOx emissions 10 constructed according to the present invention extends through the opening 6 into the furnace combustion chamber 2, where it forms a flame 84 to generate heat. For example, the oven can be a boiler that generates steam.
Un suministro de gas combustible 12 y un suministro de aire de combustion 90 estan acoplados de manera adecuada a la caja de viento 14 unida a la pared frontal 4 del horno. El quemador dirige el combustible y el aire de combustion hacia el interior de la camara de combustion, donde se mezclan, se encienden y se queman, liberando de ese modo energfa termica y generando gases de horno a alta temperatura que se descargan normalmente hacia el interior de una seccion de conveccion 16 del horno donde la temperatura se reduce, normalmente hasta un intervalo de entre aproximadamente 93-204°C (200-400°F). El gas de chimenea enfriado se descarga a la atmosfera a traves de un tubo de escape 20. Como se explicara en detalle mas adelante, una parte del gas de chimenea enfriado se recircula a veces hacia el interior de la camara de combustion por medio de un sistema de recirculacion de gas de chimenea 18.A fuel gas supply 12 and a combustion air supply 90 are suitably coupled to the wind box 14 attached to the front wall 4 of the oven. The burner directs the fuel and combustion air into the combustion chamber, where they mix, ignite and burn, thereby releasing thermal energy and generating high temperature furnace gases that are normally discharged inwards. of a convection section 16 of the furnace where the temperature is reduced, usually up to a range between about 93-204 ° C (200-400 ° F). The cooled chimney gas is discharged into the atmosphere through an exhaust pipe 20. As will be explained in detail below, a part of the cooled chimney gas is sometimes recirculated into the combustion chamber by means of a chimney gas recirculation system 18.
Haciendo referencia ahora espedficamente a las figuras 1 y 2, el quemador 10 tiene un eje de quemador alargado 22 que tambien es el eje de un tubo de aire de combustion 24 que esta soportado mediante un soporte de tubo 26 adecuado sobre una placa 28. Un extremo aguas arriba o trasero 30 del tubo esta abierto, extendiendose hacia el interior de la caja de viento 14, y tiene un amortiguador 32 que puede usarse para ajustar el flujo de aire de combustion hacia el interior del tubo, tal como conocen bien los expertos habituales en la tecnica.Referring now specifically to Figures 1 and 2, the burner 10 has an elongated burner shaft 22 which is also the axis of a combustion air tube 24 which is supported by a suitable tube support 26 on a plate 28. A upstream or rear end 30 of the tube is open, extending into the interior of the wind box 14, and has a damper 32 that can be used to adjust the flow of combustion air into the tube, as is well known to experts usual in the art.
En su extremo aguas abajo 34, el tubo de quemador soporta un centrifugador de aire de combustion 36 que tiene un extremo aguas abajo con las palas del centrifugador 38. El tubo de aire de combustion es suficientemente largo de modo que el extremo aguas abajo del centrifugador esta ubicado a una distancia sustancial de la pared frontal 4 delAt its downstream end 34, the burner tube supports a combustion air centrifuge 36 having a downstream end with the centrifuge blades 38. The combustion air tube is long enough so that the downstream end of the centrifuge is located at a substantial distance from the front wall 4 of the
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horno. En una realizacion de la invencion, el tubo de quemador tiene un diametro de aproximadamente 16,5 cm (6,5 pulgadas) y el extremo aguas abajo del centrifugador esta separado de la pared de horno aproximadamente 112 cm (44 pulgadas), de modo que el extremo aguas abajo del centrifugador esta separado de la pared de horno ligeramente menos de seis veces el diametro del tubo. Para la mayona de las aplicaciones, la distancia entre la pared frontal del horno y el extremo aguas abajo del centrifugador estara en el intervalo de entre aproximadamente cuatro a ocho veces el diametro del tubo de aire de combustion 24, aunque para finalidades e instalaciones particulares y configuraciones de horno este intervalo puede ser mayor o menor.oven. In one embodiment of the invention, the burner tube has a diameter of approximately 16.5 cm (6.5 inches) and the downstream end of the centrifuge is separated from the oven wall approximately 112 cm (44 inches), so that the downstream end of the centrifuge is separated from the oven wall slightly less than six times the diameter of the tube. For most applications, the distance between the front wall of the oven and the downstream end of the centrifuge will be in the range of approximately four to eight times the diameter of the combustion air tube 24, although for particular purposes and installations and oven settings this interval may be greater or less.
En la realizacion ilustrada, una pluralidad de seis espitas de gas combustible centrales 40 estan separadas de manera circunferencialmente equidistante alrededor de la periferia del centrifugador 36, se mantienen en su sitio en el centrifugador mediante apoyos de espita 42 adecuados, y sus extremos aguas abajo 44 estan separados de la pared de horno 4 al menos tanto como el extremo aguas abajo 38 del centrifugador y, preferiblemente, se extienden ligeramente mas alla del centrifugador, tal como se ilustra en la figura 1. Los extremos aguas abajo de las espitas centrales tienen orificios 46 desde los cuales se descarga gas combustible en el flujo de aire en remolino que pasa a traves del centrifugador. Un extremo aguas arriba 48 de cada espita central esta acoplado de manera fluida a la fuente de gas combustible 12, mostrada en la figura 1 como un tubo o colector de suministro de gas combustible circular 12a.In the illustrated embodiment, a plurality of six central fuel gas spouts 40 are circumferentially equidistant apart around the periphery of the centrifuge 36, held in place in the centrifuge by suitable spigot braces 42, and their downstream ends 44 they are separated from the oven wall 4 at least as much as the downstream end 38 of the centrifuge and, preferably, extend slightly beyond the centrifuge, as illustrated in Figure 1. The downstream ends of the central spindles have holes 46 from which fuel gas is discharged into the eddy air flow that passes through the centrifuge. An upstream end 48 of each central spigot is fluidly coupled to the fuel gas source 12, shown in Figure 1 as a circular fuel gas supply tube or manifold 12a.
En la realizacion ilustrada, una pluralidad de seis orificios de aire de combustion 50 formados mediante conductos alargados estan separados de manera circunferencialmente equidistante alrededor del tubo de aire de combustion 24, como puede observarse de la mejor manera en la figura 2. Cada orificio de aire esta formado por paredes radialmente internas y externas 54, 56 y paredes laterales 52. La seccion transversal de los orificios de aire presenta una seccion decreciente en una direccion aguas abajo por las paredes laterales 52 de modo que un extremo aguas arriba 58 del orificio de aire tiene una mayor seccion transversal que un extremo de descarga aguas abajo 60 del mismo. El extremo de descarga presenta a su vez una seccion decreciente (como puede verse de la mejor manera en la figura 1) de modo que la pared mas externa 56 del orificio de aire se extiende mas hacia el interior de la camara de combustion 8 que la pared mas interna 54 de la misma. Esta seccion decreciente induce una desviacion en el aire de combustion que hace fluir a traves de los orificios de aire que dirige el flujo de aire hacia el centrifugador 36 para su encendido mediante la llama en el lado aguas abajo del centrifugador.In the illustrated embodiment, a plurality of six combustion air orifices 50 formed by elongated ducts are circumferentially equidistant around the combustion air tube 24, as best seen in Figure 2. Each air orifice it is formed by radially internal and external walls 54, 56 and side walls 52. The cross section of the air holes has a decreasing section in a downstream direction by the side walls 52 so that an upstream end 58 of the air hole it has a larger cross section than a discharge end downstream 60 thereof. The discharge end in turn has a decreasing section (as can be seen in the best way in Figure 1) so that the outermost wall 56 of the air hole extends further into the combustion chamber 8 than the innermost wall 54 thereof. This decreasing section induces a deviation in the combustion air that flows through the air orifices that directs the air flow to the centrifuge 36 for ignition by means of the flame on the downstream side of the centrifuge.
Para construcciones de quemador tfpicas segun la presente invencion, la separacion entre la pared frontal 4 del horno y el extremo de descarga 60 de los orificios de aire 50 esta en el intervalo de entre aproximadamente un cuarto y la mitad de la distancia entre la pared de horno y el extremo aguas abajo 38 de centrifugador 36. En una realizacion particularmente preferida de la invencion, el extremo de descarga del orificio de aire esta separado 16 pulgadas de la pared de horno, mientras que el extremo aguas abajo del centrifugador esta separado 112 cm (44 pulgadas). Sin embargo, estos intervalos pueden superarse por arriba o por abajo si se desea para una instalacion dada.For typical burner constructions according to the present invention, the separation between the front wall 4 of the oven and the discharge end 60 of the air orifices 50 is in the range of about a quarter to half the distance between the wall of oven and the downstream end 38 of centrifuge 36. In a particularly preferred embodiment of the invention, the discharge end of the air hole is 16 inches apart from the oven wall, while the downstream end of the centrifuge is 112 cm apart. (44 inches). However, these intervals can be exceeded above or below if desired for a given installation.
Entre cada par adyacente de orificios de aire hay una separacion abierta radialmente hacia fuera que esta cerrada en una direccion aguas arriba mediante la placa de quemador 28 y el aislamiento termico 62. Los espacios entre orificios de aire adyacentes forman cavidades 64 que estan cerradas en una direccion trasera y tambien sustancialmente en una direccion radialmente hacia dentro y que estan abiertas en las direcciones aguas abajo y radialmente hacia fuera, como puede observarse en la figura 1. Como resultado, no fluye aire de combustion de manera eficaz desde la caja de viento 14 hacia el interior a traves de las cavidades.Between each adjacent pair of air holes there is an open radially outward gap that is closed in an upstream direction by the burner plate 28 and the thermal insulation 62. The spaces between adjacent air holes form cavities 64 that are closed in a rear direction and also substantially in a radially inward direction and which are open in the downstream and radially outward directions, as can be seen in Figure 1. As a result, combustion air does not flow effectively from the windbox 14 inwards through the cavities.
Las espitas centrales 40 se extienden a traves de la placa de quemador 28 hacia el interior y mas alla de las cavidades 64 hacia el centrifugador en la camara de combustion. Un conjunto adicional de segundas espitas de gas combustible 66 esta dispuesto cerca de la parte radialmente mas externa de cavidades 64 que esta proxima a paredes exteriores 56 de los orificios de aire 50. Los extremos aguas abajo de las segundas espitas tienen orificios 68. Los extremos aguas abajo de las segundas espitas 66 con orificios 68 estan ubicados en la camara de combustion justo aguas abajo de la pared de horno 4 y aguas arriba de los extremos de descarga 60 de los orificios de aire 50 en las cavidades 64. Los extremos aguas arriba 70 de las espitas 66 estan conectados de manera fluida a la fuente de combustible 12 en forma de un segundo colector circular de gas combustible 12b. El gas combustible que sale a traves de los orificios 68 fluye hacia el interior de las cavidades 64.The center pins 40 extend through the burner plate 28 inwards and beyond the cavities 64 towards the centrifuge in the combustion chamber. An additional set of second fuel gas spikes 66 is disposed near the radially outermost part of cavities 64 that is proximate to outer walls 56 of the air holes 50. The downstream ends of the second spindles have holes 68. The ends downstream of the second pins 66 with holes 68 are located in the combustion chamber just downstream of the kiln wall 4 and upstream of the discharge ends 60 of the air holes 50 in the cavities 64. The upstream ends 70 of the pins 66 are fluidly connected to the fuel source 12 in the form of a second circular fuel gas manifold 12b. The combustible gas that flows through the holes 68 flows into the cavities 64.
Un tercer conjunto de espitas de combustible 72 esta dispuesto preferiblemente en el interior de cada orificio de aire 50 e incluye un tubo de boquilla alargado 74 que se extiende transversalmente con respecto a la direccion de flujo, preferiblemente a lo largo de la lmea central del orificio de aire, a traves del orificio de aire y tiene orificios de descarga de gas combustible 76. Un extremo aguas arriba 78 del tercer conjunto de espitas 72 esta conectado de manera fluida al suministro de gas combustible 12 en forma de un tercer colector de gas combustible circular 12c. Cada espita 72 normalmente tiene multiples orificios de descarga 78 que estan situados a lo largo de las lmeas centrales del orificio de aire. El tamano y la ubicacion de las boquillas se escogen para crear una distribucion de combustible aproximadamente uniforme en la corriente de aire. Los orificios 76 tienen lmeas centrales que se orientan en la direccion del eje 22 tal como se muestra en la figura 1.A third set of fuel spikes 72 is preferably disposed within each air orifice 50 and includes an elongated nozzle tube 74 that extends transversely with respect to the flow direction, preferably along the center line of the hole of air, through the air hole and has fuel gas discharge holes 76. An upstream end 78 of the third set of spigots 72 is fluidly connected to the fuel gas supply 12 in the form of a third fuel gas manifold circular 12c. Each tap 72 normally has multiple discharge holes 78 that are located along the central lines of the air hole. The size and location of the nozzles are chosen to create an approximately uniform distribution of fuel in the air stream. The holes 76 have central lines that are oriented in the direction of the axis 22 as shown in Figure 1.
Durante el uso, el aire de combustion fluye desde la caja de viento 14 a traves de los orificios de aire 50 mas alla de los extremos de descarga 60 de los mismos en una direccion aguas abajo tal como se describio anteriormente. LosDuring use, combustion air flows from the wind box 14 through the air holes 50 beyond the discharge ends 60 thereof in a downstream direction as described above. The
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tubos de boquilla de descarga de gas 74 en los orificios de aire presentan una resistencia perjudicial al flujo de aire de combustion que es proporcional a la segunda potencia de velocidad de aire alrededor de los tubos de boquilla 74. Para minimizar esta resistencia, los tubos 74 estan situados en el interior de los orificios 64 en una ubicacion donde la seccion transversal de los orificios de aire (en el plano perpendicular al eje 22) es sustancialmente mayor que la seccion transversal del orificio de aire en el extremo de descarga 60 de modo que la velocidad del flujo de aire mas alla de los tubos de boquilla 74 es sustancialmente menor que su velocidad en el extremo de descarga.Gas discharge nozzle tubes 74 in the air holes have a detrimental resistance to combustion air flow that is proportional to the second air velocity power around the nozzle tubes 74. To minimize this resistance, the tubes 74 they are located inside the holes 64 in a location where the cross section of the air holes (in the plane perpendicular to the axis 22) is substantially larger than the cross section of the air hole at the discharge end 60 so that The air flow rate beyond the nozzle tubes 74 is substantially less than its velocity at the discharge end.
Un piloto 80 mostrado en la figura 1 esta ubicado de manera apropiada en el interior de al menos uno de los orificios de aire 50 y se activa para encender inicialmente una primera parte de una mezcla de aire de combustion-gas combustible formada aguas abajo del tubo de boquilla de gas combustible 74. La llama originada por el piloto se extiende adicionalmente mas alla del extremo de descarga de centrifugador 38, donde enciende el resto del combustible abastecido al quemador.A pilot 80 shown in Figure 1 is properly located inside at least one of the air holes 50 and is activated to initially ignite a first part of a combustion-fuel gas mixture formed downstream of the tube of fuel gas nozzle 74. The flame originated by the pilot further extends beyond the discharge end of centrifuge 38, where it ignites the rest of the fuel supplied to the burner.
Un regulador de flujo de gas combustible 82 recibe gas combustible desde la fuente 12, dirige cantidades controladas del gas combustible a los colectores de gas combustible 12a-c y controla la cantidad de gas combustible abastecido a cada uno de los colectores. Para funcionamientos tfpicos normales del gas de horno, el regulador de gas combustible abastece entre aproximadamente el 5 y el 20% de los requisitos totales de gas combustible a las espitas centrales 40, entre aproximadamente el 30 y el 70% de los requisitos totales de gas a las espitas externas 66, y entre aproximadamente el 10 y el 40% de los requisitos de gas combustible a las espitas de gas combustible 72 en el interior de los orificios de aire 50.A fuel gas flow regulator 82 receives fuel gas from source 12, directs controlled amounts of the fuel gas to the fuel gas manifolds 12a-c and controls the amount of fuel gas supplied to each of the manifolds. For normal typical operations of the furnace gas, the fuel gas regulator supplies between approximately 5 and 20% of the total fuel gas requirements to the central spouts 40, between approximately 30 and 70% of the total gas requirements to the external spigots 66, and between about 10 and 40% of the fuel gas requirements to the fuel gas spikes 72 inside the air holes 50.
Para la puesta en marcha del horno, el quemador 10 se activa inicialmente inyectando aire desde la caja de viento 14 hacia el interior de y a traves de la camara de combustion 8 del horno para purgar la camara de combustion de cualquier residuo de combustible que pueda estar presente. Para encender el quemador, se inicia un flujo de aire de combustion reducido a traves del tubo de aire 24 y los orificios de aire 50 hacia el interior de la camara de combustion. La luz de piloto 80 se enciende en al menos un orificio de aire 50 para generar una llama que se extiende hacia delante hacia el centrifugador 36, y se abre el regulador de flujo de gas combustible 82 para hacer fluir gas combustible mas alla de los orificios en los extremos aguas abajo de las espitas internas 40, las espitas externas 66 y las espitas 72 en el interior de los orificios de aire 50. Por tanto, la llama de piloto y el gas combustible encendido se extienden mas alla del extremo aguas abajo 38 de centrifugador 36, lo que provoca el encendido del gas combustible emitido por todas las espitas de gas combustible del quemador.To start the furnace, the burner 10 is initially activated by injecting air from the wind box 14 into and through the combustion chamber 8 of the oven to purge the combustion chamber of any fuel residue that may be Present. To ignite the burner, a reduced combustion air flow is initiated through the air tube 24 and the air holes 50 into the combustion chamber. The pilot light 80 is illuminated in at least one air hole 50 to generate a flame that extends forward towards the centrifuge 36, and the fuel gas flow regulator 82 is opened to flow fuel gas beyond the holes at the downstream ends of the internal pins 40, the external pins 66 and the pins 72 inside the air holes 50. Thus, the pilot flame and the ignited combustible gas extend beyond the downstream end 38 of centrifuge 36, which causes the ignition of the combustible gas emitted by all the fuel gas spindles of the burner.
Una vez que se enciende una llama aguas abajo del centrifugador 36, el piloto 80 se apaga. La llama que se extiende desde el interior de los orificios de aire 50 al centrifugador se extingue debido a la falta de estabilidad de llama en el interior de los orificios de aire sin la presencia de una llama de piloto suficientemente fuerte. El funcionamiento del quemador continua con una llama 84 formada en el interior de la camara de combustion 8 y aguas abajo de centrifugador 36, alimentada por combustible de las espitas del quemador y aire de combustion descargado en el interior de la camara de combustion por medio del centrifugador 36 y orificios de aire 50.Once a flame is lit downstream of the centrifuge 36, the pilot 80 goes out. The flame extending from inside the air holes 50 to the centrifuge is extinguished due to the lack of flame stability inside the air holes without the presence of a sufficiently strong pilot flame. The operation of the burner continues with a flame 84 formed inside the combustion chamber 8 and downstream of centrifuge 36, fueled by the burner spigots and combustion air discharged into the combustion chamber by means of the combustion chamber. centrifuge 36 and air holes 50.
El impulso de aire y chorros de combustible que salen de los extremos de descarga de los orificios 50 y el impulso de chorros de gas combustible desde los orificios 68 en las cavidades 64 provocan una recirculacion 86 de gases de horno desde partes internas de la camara de combustion (aguas abajo de centrifugador 36) hacia la pared frontal 4 del horno, tal como se ilustra en la figura 3. Los gases de horno de recirculacion normalmente se enfnan parcialmente desde la temperatura de llama inicial mediante transferencia de calor a las paredes de horno cubiertas con tubos 88 dispuestos normalmente en el interior el horno, por ejemplo a lo largo de las paredes del mismo. Algo del gas de chimenea de recirculacion se introduce en las cavidades 64 entre pares adyacentes de orificios de aire 50 donde se arrastra gas combustible desde las espitas externas 66 en el gas de horno. Aguas debajo de los extremos de descarga 60 del orificio de aire, esta mezcla de gas combustible/gas de horno se mezcla con aire de combustion de los orificios de aire 50, que normalmente incluye gas combustible de los tubos de boquilla 74 del tercer conjunto de espitas 72. La mezcla de gas de horno/aire de combustion/combustible fluye hacia el centrifugador 36 tal como se describio anteriormente, y aguas abajo del centrifugador 36 se enciende la mezcla mediante la llama 84 estabilizada mediante la accion del centrifugador 38.The impulse of air and jets of fuel coming out of the discharge ends of the holes 50 and the impulse of jets of combustible gas from the holes 68 in the cavities 64 cause a recirculation 86 of furnace gases from internal parts of the chamber of combustion (downstream of centrifuge 36) towards the front wall 4 of the oven, as illustrated in Figure 3. The recirculation furnace gases are usually partially cooled from the initial flame temperature by heat transfer to the oven walls covered with tubes 88 normally arranged inside the oven, for example along the walls thereof. Some of the recirculating chimney gas is introduced into the cavities 64 between adjacent pairs of air holes 50 where combustible gas is drawn from the external spigots 66 in the furnace gas. Downstream of the discharge ends 60 of the air orifice, this fuel / furnace gas mixture is mixed with combustion air from the air orifices 50, which typically includes fuel gas from the nozzle tubes 74 of the third set of tap 72. The combustion gas / combustion air / fuel gas mixture flows to centrifuge 36 as described above, and downstream of centrifuge 36 the mixture is ignited by flame 84 stabilized by the action of centrifuge 38.
El arrastre de gas de horno de recirculacion hacia la mezcla de gas combustible/aire de combustion da como resultado una temperatura reducida de la llama 84, que a la vez reduce la generacion y emision de NOx. Esto se obtiene de manera ventajosa sin un aumento en el flujo hacia el interior de y a traves de la seccion de conveccion de horno 16 y sin necesidad de un soplador 92 mas grande y de tamanos de conducto que se requerinan si la temperatura de llama se reduce, por ejemplo, aumentando el flujo de recirculacion de gas de chimenea 18.The entrainment of recirculation furnace gas into the fuel gas / combustion air mixture results in a reduced flame temperature 84, which at the same time reduces the generation and emission of NOx. This is advantageously obtained without an increase in the inward flow of and through the oven convection section 16 and without the need for a larger blower 92 and duct sizes that are required if the flame temperature is reduced , for example, increasing the flow of recirculation of chimney gas 18.
Ademas, cuando el gas de horno de recirculacion alcanza de nuevo la parte frontal de la caldera, tiene normalmente una temperatura de aproximadamente 538 a 1093°C (de 1000 a 2000°F). Cuando este gas se mezcla con flujos procedentes de orificios de aire 60, aumenta la temperatura global de la mezcla resultante antes de su encendido hasta aproximadamente de 316 a 427°C (de 600 a 800°F). Esto aumenta sustancialmente la relacion entre las temperaturas de gas antes y despues del encendido (para una llama con emisiones muy bajas de NOx, su temperatura es de aproximadamente 1371°C (2500°F)). Como resultado, el proceso de combustion se inicia y mantiene de manera mas facil. Esto estabiliza la llama y constituye un beneficio significativo obtenido con la presente invencion.Also, when the recirculation furnace gas again reaches the front of the boiler, it normally has a temperature of approximately 538 to 1093 ° C (1000 to 2000 ° F). When this gas is mixed with flows from air holes 60, the overall temperature of the resulting mixture increases before it is ignited to approximately 316 to 427 ° C (600 to 800 ° F). This substantially increases the relationship between gas temperatures before and after ignition (for a flame with very low NOx emissions, its temperature is approximately 1371 ° C (2500 ° F)). As a result, the combustion process is initiated and maintained more easily. This stabilizes the flame and constitutes a significant benefit obtained with the present invention.
Si es necesario reducir las emisiones de NOx hasta por debajo de lo que es factible mediante gas de horno de recirculacion en el interior de la camara de combustion, se anade algo del gas de chimenea al aire de combustion por medio de un sistema de recirculacion de gas de chimenea 18. El gas de chimenea recirculado hace descender el suministro de oxfgeno disponible en la mezcla de gas combustible/aire de combustion/gas de horno recirculado, lo 5 que conduce a una reduccion adicional de temperaturas de llama y con ello del contenido de NOx del gas de horno antes de que se descargue al entorno mediante tratamiento de gas de chimenea 16 y el tubo de escape 20.If it is necessary to reduce NOx emissions to below what is feasible by means of recirculation furnace gas inside the combustion chamber, some of the chimney gas is added to the combustion air by means of a recirculation system chimney gas 18. The recirculated chimney gas lowers the available oxygen supply in the fuel gas / combustion air / recirculated oven gas mixture, which leads to an additional reduction in flame temperatures and thereby the content NOx of the furnace gas before it is discharged to the environment by treating chimney gas 16 and the exhaust pipe 20.
El dispositivo descrito permite conseguir emisiones de NOx mmimas inferiores con una llama estable que otros dispositivos conocidos que ocupanan el mismo espacio global sobre la pared frontal del horno, y es en general mas eficiente energeticamente para abastecer niveles comparables de las emisiones de NOx.The described device makes it possible to achieve lower NOx emissions with a stable flame than other known devices that occupy the same global space on the front wall of the oven, and is generally more energy efficient to supply comparable levels of NOx emissions.
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